高考物理一轮复习 4.1.2《抛体运动》课件（粤教版必修2）

欢迎进入物理课堂 第一单元抛体运动第2课时抛体运动 必修2第四章抛体运动与圆周运动 基础回顾 1 定义 物体以一定的初速度沿 方向抛出 只在 作用下所做的运动 叫做平抛运动 2 性质 平抛运动是加速度为 的曲线运动 运动轨迹是抛物线 3 处理方法 平抛运动可分解为水平面方向的 运动和竖直方向的 运动两个分运动 答案 1 水平重力2 重力加速度3 匀速直线自由落体 4 规律 以抛出点为坐标原点 水平初速度v0方向为x轴的正方向 竖直向下的方向为y轴的正方向 建立如右图所示的坐标系 在该坐标下 对任一时刻t 有 分速度vx vy 合速度v 方向tan 为速度v与水平方向的夹角 分位移x y 合位移大小s 方向tan 为位移与水平方向的夹角 运动时间 由y gt2 得t 可知平抛运动的运动时间由下落的高度y决定 答案 v0gtv0tgt2 要点深化 1 平抛运动中的 飞行时间 和 水平位移 平抛运动中的 飞行时间 t只与抛出点的竖直高度有关 而与水平初速度无关 物体在空中飞行时间为 t 平抛运动中的 水平位移 x除了与水平初速度v0有关外 还与抛出点高度h有关 即x v0 2 平抛运动中速度方向与位移方向的差别如右图所示 物体以初速度v0从O点处水平抛出 经时间t到达P点 若到达P点时速度方向与水平线的夹角为 从O点到P点过程中位移方向与水平线的夹角为 则有 其中 tan tan 即tan 2tan 3 平抛运动中速度的变化情况由于平抛运动的物体在水平方向上不受力 所以其水平分速度保持恒定 又由于它在竖直方向上的加速度恒为g 所以从抛出起 每隔 t时间的瞬时速度间的矢量关系如右图所示 这一矢量关系图有如下两个特点 1 任一时刻的速度的水平分量均等于初速度v0 2 任意相等的时间间隔 t内的速度改变量的方向均为竖直向下 大小为 v g t 4 平抛运动的两个推论 1 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻 或任一位置 处 速度方向与水平方向的夹角为 位移与水平方向的夹角为 有tan 2tan 2 做平抛 或类平抛 运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 基础回顾 1 定义 将物体用一定的初速度沿 的方向抛出去 仅在 作用下所做的运动 2 斜抛运动的性质 是加速度恒为重力加速度的 曲线运动 轨迹是 3 处理方法 斜抛运动可看成是水平方向的 运动和竖直 或下抛运动的合运动 答案 1 斜向上或斜向下重力2 匀变速抛物线3 匀速直线上抛 要点深化 1 斜抛运动的另一种处理方法斜抛运动其实也可看作从曲线的最高点往两边分解的二个平抛运动对接起来的运动 故在处理时 前半部分可采用逆向思维从曲线的最高点往回看 用平抛运动的研究方法处理 后半部分自然按平抛运动方法处理 由此看出斜抛运动具有对称性 2 由于斜抛运动只有重力做功 机械能守恒 故可采用机械能守恒解答 平抛运动的实验规律 水平方向作匀速直线运动 竖直方向作自由落体运动 如右图所示 在课本 研究平抛物体的运动 的实验中 用小锤打击弹性金属片 A球水平飞出的同时 B球被放开做自由落体运动 下面关于该实验的说法中 正确的是 A 两球同时落地 说明A球在竖直方向上做自由落体运动B 两球落地时间的多少与A球飞出的速度有关C 实验装置离地面越高 两球落地点间的距离越大D 两球落地点间的距离取决于A球飞出的速度与实验装置离地面的高度 解析 从实验可观察到两个球是同时落地 说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 A项正确 由y gt2得t 说明两球落地的时间取决于实验装置离地面的高度y 与A球飞出的速度无关 B项错误 由x v0t v0 说明两球落地点间的距离取决于A球飞出的速度v0与实验装置离地面的高度y 故C项错误D项正确 答案 AD 题型训练 1 右图示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片 图中A B C为三个同时由同一点出发的小球 AA 为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹 BB 为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹 CC 为C球自由下落的运动轨迹 由图中三条轨迹 下列叙述正确的是 A 平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动B 平抛运动的物体在水平方向上做匀加直线运动C 平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动D 平抛运动的物体在竖直方向上做变加速直线运动 解析 由图示的频闪照片可以看出 在水平方向上 做平抛运动的物体的位移始终与做匀速直线运动的物体的位移相同 这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上 做平抛运动的物体的位移始终与做自由落体运动的物体的位移相同 这说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 答案 AC 平抛运动是匀变速曲线运动 它的受力特征是只受重力作用 它的运动条件是初速度与加速度互相垂直 关于平抛运动 以下说法正确的是 A 平抛运动的轨迹是曲线 所以平抛运动是变加速运动B 由于平抛运动过程中的加速度始终保持不变 所以平抛运动是匀变速运动C 物体要以一定的初速水平抛出 物体才可能做平抛运动D 物体随便掷出去 物体在空间都做平抛运动 解析 凡是加速度的大小和方向始终保持不变的运动都是匀变速运动 如果运动的轨迹是直线 便是匀变速直线运动 如果运动的轨迹是曲线 便是匀变速曲线运动 B项正确A项错误 平抛运动的形成是有条件的 物体只受重力作用 当它的初速度与重力加速度的方向相互垂直 物体的运动才是平抛运动 不然都是抛体运动了 C项正确D项错误 答案 BC点评 本例是对平抛运动两个特征的理解的指导 由此可帮助学生消除 凡是曲线运动就一定是做变加速运动 的错误观点 题型训练 2 如图所示 光滑的斜面倾角为 斜面长为L 斜面顶端有一小球 沿斜面水平方向以初速度v0抛出 以下说法正确的是 A 小球将在斜面上做平抛运动B 小球将在斜面上做类平抛运动C 小球在斜面上运动的过程中机械能不守恒D 小球滑到底端时 水平方向的位移为v0 解析 小球被水平抛出后 不仅仅受重力作用 还受到支持力的作用 故不是做平抛运动 而重力和支持力的合力方向沿斜面向下 且与初速度v0垂直 故小球可看做类平抛运动 小球在斜面上运动的过程中 只有重力做功 故其机械能守恒 小球受斜面的支持力与重力 合力为F mgsin 沿斜面产生的加速度 a gsin 沿斜面向下方向 L at2 gsin t2 得t 沿水平方向方向 s v0t 得s v0t v0 答案 D 平抛运动两个推论虽然表达上有所不同 其实如出一辙 通过第一个推论tan 2tan再进行拓展就能得到第二个推论 如何应用两个推论 关键看试题给我们怎样的条件 如右图所示与水平面的夹角为 的直角三角形木块固定在地面上 有一质点以初速度v0从三角形木块的顶点上水平抛出 求在运动过程中该质点距斜面的最远距离 解析 当质点做平抛运动的末速度方向平行于斜面时 质点距斜面的距离最远 此时末速度的方向与初速度方向成 角 如图所示 图中A为末速度的反向延长线与水平位移的交点 AB即为所求的最远距离 根据平抛运动规律有vy gt x v0t和 tan 得质点距斜面最远时的水平位移为x 由上述推论二知 据图中几何关系得 sin 由以上各式解得 即质点距斜面的最远距离为答案 点评 质点做平抛运动的末速度方向平行于斜面时 质点距斜面的距离最远 这是解答本题的第一个突破口 其次 抓住平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点这个推论作好图象 结合平面几何知识进行解答 题型训练 3 如右图所示 从倾角为 的斜面 足够长 上A点 先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出 第一次初速度为v1 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为 1 第二次初速度v2 球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为 2 若v2 v1 比较 1和 2的大小 可知 A 2 1B 2 1C 2 1D 无法确定 解析 根据平抛运动的推论 速度与水平方向的夹角的正切等于位移与水平方向的夹角的正切的二倍 结合右图中的几何关系可得tan 2tan 所以 arctan 2tan 此式表明 仅与 有关 而与初速度无关 因此 1 2 即以不同初速度平抛的物体落在斜面上各点的速度方向是互相平行的 答案 D 如右图所示 从倾角为30 的足够长的斜面上的M点 以初速度v0水平抛出一小球 不计空气阻力 求M点到落地点N的之间的距离是多大 错解 由题意知位移与水平方向的夹角为30 根据平抛运动的推论知 速度与水平方向 即初速方向 的夹角为60 由tan60 得t 故水平位移x v0t MN之间的距离s 分析纠错 其实是速度方向与水平方向的夹角 的正切等于位移与水平方向的夹角 的正切的2倍 即tan 2tan 所以tan 2tan30 由tan 得t 水平位移x v0t MN之间的距离s 答案 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全